CN108631158A - 火花塞的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供抑制对贵金属头和电极主体进行焊接时贵金属头倾斜的、包括具有贵金属头和电极主体的电极的火花塞的制造方法。其包括：固定工序，在使贵金属头的面即第1面和电极主体的面即第2面相互接触的状态下将贵金属头和电极主体固定；第1焊接工序，一边使照射位置沿第1面与第2面之间的接触面移动一边连续照射激光，从而焊接第1面与第2面之间的接触面中的、除了在固定工序被固定的固定部分的至少一部分以外的第1部分；第2焊接工序，其在第1焊接工序后，一边使照射位置沿接触面移动一边连续照射激光，从而焊接接触面中的第2部分，第2部分包含在第1焊接工序中未被焊接的未焊接部分且不包含在第1焊接工序中被焊接了的第1部分的全部。

Description

火花塞的制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于在内燃机等内对燃料气体进行点火的火花塞的制造方法。
背景技术
以往以来，在火花塞的电极中的形成供火花产生的间隙的部分，使用有耐火花消耗性优异的贵金属头。作为将该贵金属头接合于电极主体的方法，例如，公知有使用激光焊接的方法(例如专利文献1)。
在专利文献1所公开的技术中，贵金属头与电极主体之间的大致整个相对面通过激光焊接而接合起来。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012－74271号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在上述技术中，存在在对贵金属头和电极主体进行焊接时贵金属头发生倾斜的情况。
本说明书公开了一种在对贵金属头和电极主体进行焊接时抑制贵金属头发生倾斜的技术。
用于解决问题的方案
本说明书所公开的技术能够通过以下的应用例来实现。
应用例1
一种火花塞的制造方法，该火花塞包括电极，该电极具有贵金属头和电极主体，其中，该火花塞的制造方法包括：固定工序，在该固定工序中，在使作为所述贵金属头的面的第1面和作为所述电极主体的面的第2面相互接触的状态下将所述贵金属头和所述电极主体固定起来；第1焊接工序，在该第1焊接工序中，通过一边使照射位置沿着所述第1面与所述第2面之间的接触面移动一边连续地照射激光，从而对第1部分进行焊接，该第1部分是所述第1面与所述第2面之间的接触面中的、除了通过所述固定工序被固定的固定部分的至少一部分以外的部分；以及第2焊接工序，在所述第1焊接工序之后，在该第2焊接工序中，通过一边使所述照射位置沿着所述接触面移动一边连续地照射所述激光，从而对所述接触面中的第2部分进行焊接，该第2部分包含在所述第1焊接工序中未被焊接的未焊接部分且不包含在所述第1焊接工序中被焊接了的所述第1部分的全部。
采用上述方法，分成对除了固定部分的至少一部分以外的第1部分进行焊接的第1焊接工序和对第2部分进行焊接的第2焊接工序，来进行贵金属头与电极主体之间的焊接，该第2部分包含在第1焊接工序中未被焊接的未焊接部分且不包含在第1焊接工序中被焊接了的第1部分的全部，因此能够抑制固定部分整体同时成为熔融状态。其结果，能够抑制在对贵金属头和电极主体进行焊接时贵金属头发生倾斜。
应用例2
根据应用例1所述的制造方法，其中，所述第1焊接工序的所述照射位置的移动方向和所述第2焊接工序的所述照射位置的移动方向相同，在所述第1焊接工序与所述第2焊接工序之间的期间内，使所述照射位置的移动速度低于所述第1焊接工序和所述第2焊接工序中的照射位置的移动速度。
采用上述方法，能够在第2焊接工序之前容易确保形成于第1部分的焊接部凝固的时间，因此能够更有效地抑制在对贵金属头和电极主体进行焊接时贵金属头发生倾斜。
应用例3
根据应用例2所述的制造方法，其中，使所述第1焊接工序与所述第2焊接工序之间的期间内的所述照射位置的所述移动速度为零。
采用上述方法，能够充分地确保在第2焊接工序之前第1部分凝固的时间，因此能够进一步有效地抑制在对贵金属头和电极主体进行焊接时贵金属头发生倾斜。
应用例4
根据应用例2或3所述的制造方法，其中，在所述第1焊接工序与所述第2焊接工序之间的期间内，使所述激光的输出低于所述第1焊接工序和所述第2焊接工序中的激光的输出。
采用上述方法，能够在第2焊接工序之前使第1部分进一步凝固，因此能够进一步抑制在对贵金属头和电极主体进行焊接时贵金属头发生倾斜。
应用例5
根据应用例1所述的制造方法，其中，所述第1焊接工序的所述照射位置的移动方向和所述第2焊接工序的所述照射位置的移动方向相同，设置在所述第1焊接工序与所述第2焊接工序之间的期间内不对所述第1面与所述第2面之间的接触面进行焊接的工序。
采用上述方法，能够确保在第2焊接工序之前使第1部分进一步凝固的期间。因而，能够有效地抑制在对贵金属头和电极主体进行焊接时贵金属头发生倾斜。
应用例6
根据应用例1所述的制造方法，其中，所述第1焊接工序的所述照射位置的移动方向和所述第2焊接工序的所述照射位置的移动方向不同。
采用上述方法，能够抑制形成于第1部分的焊接部的形状和形成于第2部分的焊接部的形状变得不均匀。
此外，本说明书所公开的技术能够以各种方式来实现，例如能够以火花塞的电极和贵金属头的焊接方法、火花塞的电极的制造方法等方式来实现。
附图说明
图1是本实施方式的火花塞的剖视图。
图2(A)、图2(B)是表示第1实施方式的接地电极的接地电极头附近的结构的图。
图3是接地电极的制造方法的流程图。
图4(A)～图4(C)是接地电极的制造方法的说明图。
图5(A)、图5(B)是第1焊接工序的说明图。
图6(A)、图6(B)是第2焊接工序的说明图。
图7(A)、图7(B)是变形例的第1说明图。
图8(A)～图8(C)是变形例的第2说明图。
图9是变形例的第3说明图。
附图标记说明
5、衬垫；6、环构件；8、板状密封件；9、滑石；10、绝缘体；12、轴孔；13、长腿部；15、台阶部；16、台阶部；17、顶端侧主体部；18、后端侧主体部；19、凸缘部；20、中心电极；21、中心电极主体；21A、电极母材；21B、芯部；23、头部；24、凸缘部；25、腿部；25C、腿部；29、中心电极头；30、30B、接地电极；31、接地电极主体；33B、中间构件；35、35B、焊接部；35a、35Ba1、35Ba2、第1焊接部；35b、第2焊接部；39、39B、接地电极头；39B、接地电极头；40、端子金属壳体；41、帽安装部；42、凸缘部；43、腿部；50、主体金属壳体；51、工具卡合部；52、安装螺纹部；53、弯边部；54、座部；56、台阶部；58、压缩变形部；59、通孔；60、导电性密封件；70、电阻体；80、导电性密封件；100、火花塞；200、按压构件；295、第1放电面；311、自由端面；312、接合端面；315、侧面；316、凹部；316S、底面；351、暴露端；395、第2放电面；500、保持构件。
具体实施方式
A.第1实施方式：
A－1.火花塞的结构：
图1是本实施方式的火花塞100的剖视图。图1的单点划线示出火花塞100的轴线CO(还称作轴线CO)。还将与轴线CO平行的方向(图1的上下方向)称作轴线方向。还将以轴线CO为中心的圆的径向简称作“径向”，还将以轴线CO为中心的圆的周向简称作“周向”。将图1中的下方向称作顶端方向FD，还将上方向称作后端方向BD。将图1中的下侧称作火花塞100的顶端侧，将图1中的上侧称作火花塞100的后端侧。
火花塞100详细来讲是在形成于后面叙述的中心电极20与接地电极30之间的间隙(火花间隙)产生火花放电。火花塞100安装于内燃机，用于对内燃机的燃烧室内的燃料气体进行点火。火花塞100包括作为绝缘体的绝缘体10、中心电极20、接地电极30、端子金属壳体40、以及主体金属壳体50。
绝缘体10是通过烧结氧化铝等而形成的。绝缘体10是沿着轴线方向延伸且具有贯穿绝缘体10的通孔即轴孔12的大致圆筒形状的构件。绝缘体10包括凸缘部19、后端侧主体部18、顶端侧主体部17、台阶部15、以及长腿部13。后端侧主体部18位于比凸缘部19靠后端侧的位置且具有比凸缘部19的外径小的外径。顶端侧主体部17位于比凸缘部19靠顶端侧的位置且具有比凸缘部19的外径小的外径。长腿部13位于比顶端侧主体部17靠顶端侧的位置且具有比顶端侧主体部17的外径小的外径。在火花塞100被安装于内燃机(未图示)时，长腿部13暴露于内燃机的燃烧室。台阶部15形成在长腿部13与顶端侧主体部17之间。
主体金属壳体50由导电性的金属材料(例如低碳钢材)形成，是用于将火花塞100固定于内燃机的发动机盖(省略图示)的圆筒状的金属壳体。主体金属壳体50形成有沿着轴线CO贯穿主体金属壳体50的通孔59。主体金属壳体50配置于绝缘体10的径向上的周围(即外周)。即，绝缘体10插入并保持在主体金属壳体50的通孔59内。绝缘体10的顶端比主体金属壳体50的顶端向顶端侧突出。绝缘体10的后端比主体金属壳体50的后端向后端侧突出。
主体金属壳体50包括供火花塞扳手卡合的六角柱形状的工具卡合部51、用于安装于内燃机的安装螺纹部52、以及形成在工具卡合部51与安装螺纹部52之间的凸缘状的座部54。安装螺纹部52的标称直径被设为例如M8(8mm(毫米))、M10、M12、M14、M18中的任意一种。
在主体金属壳体50的安装螺纹部52与座部54之间嵌套有将金属板弯折而形成的环状的衬垫5。在火花塞100被安装于内燃机时，衬垫5将火花塞100与内燃机(发动机盖)之间的间隙密封。
主体金属壳体50还包括设于工具卡合部51的后端侧的薄壁的弯边部53和设于座部54与工具卡合部51之间的薄壁的压缩变形部58。在主体金属壳体50的自工具卡合部51起到弯边部53为止的部位的内周面与绝缘体10的后端侧主体部18的外周面之间形成的环状的区域中配置有环状的环构件6、7。在该区域中的两个环构件6、7之间填充有滑石(talc)9的粉末。弯边部53的后端向径向内侧弯折且固定于绝缘体10的外周面。在制造时，通过将固定于绝缘体10的外周面的弯边部53向顶端侧按压，由此主体金属壳体50的压缩变形部58发生压缩变形。借助压缩变形部58的压缩变形，经由环构件6、7和滑石9，将绝缘体10在主体金属壳体50内朝向顶端侧按压。由此，形成于主体金属壳体50的安装螺纹部52的内周的台阶部56(金属壳体侧台阶部)隔着金属制的环状的板状密封件8，按压绝缘体10的台阶部15(绝缘体侧台阶部)。其结果，利用板状密封件8防止内燃机的燃烧室内的气体自主体金属壳体50与绝缘体10之间的间隙向外部漏出。
中心电极20包括沿轴线方向延伸的棒状的中心电极主体21和中心电极头29。中心电极主体21被保持于绝缘体10的轴孔12的内部的靠顶端侧的部分。中心电极主体21具有包含电极母材21A和埋设于电极母材21A的内部的芯部21B在内的构造。电极母材21A使用例如镍或以镍为主要成分的合金(例如NCF600、NCF601)来形成。芯部21B由比形成电极母材21A的合金的导热性优异的铜或以铜为主要成分的合金形成，在本实施方式中，芯部21B由铜形成。
另外，中心电极主体21包括设于轴线方向上的规定位置的凸缘部24(还称作凸缘部。)、作为比凸缘部24靠后端侧的部分的头部23(电极头部)、以及作为比凸缘部24靠顶端侧的部分的腿部25(电极腿部)。凸缘部24支承于绝缘体10的台阶部16。腿部25的顶端部分、即中心电极主体21的顶端比绝缘体10的顶端向顶端侧突出。
中心电极头29是具有大致圆柱形状的构件，其使用例如激光焊接而接合于中心电极主体21的顶端(腿部25的顶端)。中心电极头29的顶端面是第1放电面295，在第1放电面295与后述的接地电极头39之间形成火花间隙。中心电极头29由以高熔点的贵金属为主要成分的材料形成。中心电极头29是例如使用铱(Ir)或Ir那样的贵金属或者以该贵金属为主要成分的合金形成的贵金属头。
接地电极30包括接合于主体金属壳体50的顶端的接地电极主体31和四棱柱形状的接地电极头39。接地电极主体31是剖面为四边形的、弯曲的棒状体。接地电极主体31具有作为两端面的、自由端面311和接合端面312。接合端面312通过例如电阻焊接而接合于主体金属壳体50的顶端面50A。由此，主体金属壳体50和接地电极主体31被电连接。
接地电极主体31例如使用镍或以镍为主要成分的合金(例如NCF600、NCF601)而形成。接地电极主体31也可以具有包含由耐腐食性较高的金属(例如镍合金)形成的母材和使用导热性较高的金属(例如铜)形成且被埋设于母材的芯部在内的两层构造。与中心电极头29同样地，接地电极头39是使用铱(Ir)或Ir那样的贵金属或者以该贵金属为主要成分的合金形成的贵金属头。
端子金属壳体40是沿轴线方向延伸的棒状的构件。端子金属壳体40由导电性的金属材料(例如低碳钢)形成，在端子金属壳体40的表面通过镀敷等方法形成有用于防腐蚀的金属层(例如Ni层)。端子金属壳体40包括形成于轴线方向上的规定位置的凸缘部42(端子凸缘部)、位于比凸缘部42靠后端侧的位置的帽安装部41、以及比凸缘部42靠顶端侧的腿部43(端子腿部)。端子金属壳体40的帽安装部41自绝缘体10向后端侧露出。端子金属壳体40的腿部43插入到绝缘体10的轴孔12内。在帽安装部41安装有与高压线缆(未图示)相连接的塞帽，对帽安装部41施加用于产生火花放电的高电压。
在绝缘体10的轴孔12内的、端子金属壳体40的顶端(腿部43的顶端)与中心电极20的后端(头部23的后端)之间，配置有用于降低火花产生时的电波噪声的电阻体70。电阻体70由例如包含作为主要成分的玻璃颗粒、玻璃以外的陶瓷颗粒、以及导电性材料在内的组合物形成。在轴孔12内，电阻体70与中心电极20之间的间隙被导电性密封件60填埋。电阻体70与端子金属壳体40之间的间隙被导电性密封件80填埋。导电性密封件60、80由例如包含B2O3－SiO2系等的玻璃颗粒和金属颗粒(Cu、Fe等)在内的组合物形成。
A－2.接地电极30的接地电极头39附近的结构：
进一步详细说明接地电极30的接地电极头39附近的结构。图2(A)、图2(B)是表示第1实施方式的接地电极30的接地电极头39附近的结构的图。在图2(A)中，示出利用特定面来剖切火花塞100的顶端附近而得到的剖面CF。接地电极头39的后端面是与中心电极头29的第1放电面295(图1)相对的第2放电面395。图2(A)的剖面CF是经过第2放电面395的重心GC且与第2放电面395垂直并与棒状的接地电极主体31的轴线平行的剖面。在本实施方式中，经过第2放电面395的重心GC且与第2放电面395垂直的线同火花塞100的轴线CO一致，因此，还能够说，图2(A)的剖面CF是经过火花塞100的轴线CO且与棒状的接地电极主体31的轴线平行的剖面。
在图2(B)中，示出自后端方向BD沿着轴线方向朝向顶端方向FD观察接地电极头39的第2放电面395的附近所得到的图。
图2(B)的单点划线表示图2(A)的剖面CF。将自第2放电面395的重心GC起沿着第2放电面395朝向自由端面311去的方向、即图2(A)、图2(B)的左方向称作第1方向D1。将自第2放电面395的重心GC起沿着第2放电面395远离自由端面311的方向、即第1方向D1的相反方向称作第2方向D2。
将接地电极主体31的与自由端面311交叉的4个侧面中的、与第1放电面295相对的侧面称作侧面315。将接地电极主体31的4个侧面中的、与侧面315交叉的两个侧面、即位于图2(B)的上下方向上的侧面称作侧面313、314。并且，将自第2放电面395的重心GC起朝向侧面313去的方向、即图2(B)的下方向称作第3方向D3，将第3方向D3的相反方向称作第4方向D4。
接地电极头39是沿着轴线方向观察时的形状为四边形(在本实施例中为正方形)的板构件。该四边形的一边的长度W即接地电极头39在第1方向D1上的长度以及在第3方向D3上的长度例如为1.5mm～2.0mm。接地电极头39的轴线方向上的平均的平均厚度(轴线方向上的长度的平均值)例如为0.2mm～1.0mm。
接地电极头39沿着侧面315配置于接地电极主体31的自由端面311的附近。具体而言，在接地电极主体31的自由端面311的附近形成有自侧面315向顶端方向FD凹入的凹部316。接地电极头39的与第2放电面395相反的一侧的部分(靠顶端方向FD侧的部分)配置于凹部316。接地电极头39的第2放电面395位于比接地电极主体31的侧面315靠后端方向BD的位置。如图2(B)所示，沿着轴线方向观察到的凹部316的形状是比沿着轴线方向观察到的接地电极头39的形状(在本实施方式中为四边形)稍大的大致相似形状(在本实施方式中为四边形)。
如图2(A)的剖面CF所示，接地电极头39的第1方向D1上的侧面391位于比接地电极主体31的自由端面311靠第2方向D2的位置。
接地电极头39通过激光焊接而接合于接地电极主体31。因此，在接地电极头39与接地电极主体31之间配置有通过激光焊接而形成的焊接部35。焊接部35是由焊接前的接地电极头39的一部分和接地电极主体31的一部分熔融、凝固而成的部分。因此，焊接部35包含接地电极头39的成分和接地电极主体31的成分。焊接部35还能够被称作将接地电极头39和接地电极主体31相接合的接合部，还能够被称作将接地电极头39和接地电极主体31相接合的堆焊部(日文：ビード)。
在图2(B)中，被施加阴影的区域表示焊接部35。由图2(B)可知，沿着轴线方向观察到的焊接部35的形状是比沿着轴线方向观察到的接地电极头39的形状(在本实施方式中为四边形)大、且比沿着轴线方向观察到的凹部316的形状稍大的大致相似形状(在本实施方式中为四边形)。并且，焊接部35的4个方向D1～D4上的端部351～端部354位于比接地电极头39的对应的侧面391～侧面394靠径向外侧的位置。焊接部35的后端方向BD侧的部分同接地电极头39的与第2放电面395相反的那一侧的整个面(顶端方向FD上的面)相接触。也就是说，接地电极头39的与第2放电面395相反的那一侧的整个面(顶端方向FD上的面)焊接于接地电极主体31。
如图2(A)所示，焊接部35的第1方向D1上的端部351(还称作暴露端351)暴露于接地电极主体31的自由端面311。焊接部35的第2方向D2、第3方向D3、第4方向D4上的端部352、353、354不暴露于接地电极主体31的表面(例如侧面313、314)。其原因在于，如后述那样，在进行激光焊接而形成焊接部35时，激光是自比自由端面311靠第1方向D1侧的位置起朝向第2方向D2照射的。如图2(A)所示，对于焊接部35的厚度(轴线方向上的长度)而言，焊接部35的处在暴露端351附近的部分的厚度大于其他部分的厚度，其他部分的厚度大致恒定。
B：制造方法
以接地电极30的制造方法为中心来说明火花塞100的制造方法。图3是接地电极30的制造方法的流程图。图4(A)～图4(C)是接地电极30的制造方法的说明图。首先，准备弯曲前的棒状的接地电极主体31。然后，准备焊接于接地电极主体31之前的接地电极头39。
在S10中，在接地电极主体31的侧面315形成用于焊接接地电极头39的凹部316。具体而言，如图4(A)所示，使用例如规定的压力机，向接地电极主体31的侧面315中的位于自由端面311附近的部分按压具有与要形成的凹部316相对应的形状的按压构件200。由此，如图4(B)所示，形成了凹部316。
在S20中，如图4(C)所示，将焊接前的四棱柱状的接地电极头39配置在形成于接地电极主体31的凹部316内。在该状态下，接地电极头39的靠顶端侧的面39S和凹部316的底面316S相互接触。
在S30中，利用保持构件500将接地电极头39固定于接地电极主体31。具体而言，如图4(C)所示，利用保持构件500自第2放电面395侧向顶端方向FD(图4(C)的下方向)按压接地电极头39。由此，在使接地电极头39的靠顶端侧的面39S和接地电极主体31的凹部316的底面316S相互接触的状态下，将接地电极头39与接地电极主体31固定起来。还将该靠顶端侧的面39S与凹部316的底面316S之间的接触面、即接地电极头39与接地电极主体31之间的要接合的面称作头接合面BS。
在S40中，扫描、输出用于进行激光焊接的激光，对头接合面BS中的靠第3方向D3侧的大约一半部分进行焊接。还将S40中的焊接工序称作第1焊接工序。此外，在本实施方式中，作为激光而使用光纤激光。与例如YAG激光相比，光纤激光的聚光性较高，因此能够形成的焊接部35的形状的自由度较高，由此，如图2(A)、图2(B)所示，能够形成厚度比较薄且与轴线垂直的方向(第1方向D1)上的长度比较长的形状的焊接部35。
图5(A)、图5(B)是第1焊接工序的说明图。在图5(A)中，示出自后端方向BD沿着轴线方向朝向顶端方向FD观察在完成第1焊接工序的时刻的接地电极30的接地电极头39的第2放电面395的附近的图。在图5(B)中，示出自第1方向D1侧朝向第2方向D2观察图5(A)的接地电极头39的附近的图。
图5(A)的激光LZ1表示第1焊接工序的开始时刻的激光，激光LZ2表示第1焊接工序的结束时刻的激光。图5(B)的点P1表示第1焊接工序的开始时刻的激光的照射位置，点P2表示第1焊接工序的结束时刻的激光的照射位置。在第1焊接工序中，一边沿着头接合面BS将照射位置自位置P1移动到位置P2一边连续地照射激光。还将如此一边移动照射位置一边进行激光的连续照射的激光焊接称作连续照射焊接。还将自位置P1起到位置P2为止的照射位置的移动称作第1激光扫描SC1。如图5(A)所示，激光从比自由端面311靠第1方向D1侧的位置起向第2方向D2照射。如图5(A)、图5(B)所示，第1激光扫描SC1的扫描方向是第4方向D4。
点P1和点P2的轴线方向上的位置与头接合面BS的轴线方向上的位置大致相同。点P1的第3方向D3上的位置与接地电极头39的第3方向D3上的端部的位置大致相同。点P2的第3方向D3上的位置与接地电极头39的第3方向D3上的中心位置大致相同。因而，自点P1起到点P2为止的距离、即第1激光扫描SC1的扫描长度L1是接地电极头39的第3方向D3上的长度W的大约一半(L1≈(W/2))。
在图5(A)、图5(B)中，图示了通过第1焊接工序形成的第1焊接部35a。第1焊接部35a包含最终要形成的焊接部35(图2(A)、图2(B))中的靠第3方向D3侧的一半部分，且靠第4方向D4侧地比最终要形成的焊接部35的一半部分稍大。将第1焊接部35a的在自由端面311暴露的部分的与扫描方向垂直的方向上的长度(在本实施例中为轴线方向上的长度)称作Ha，将该部分的扫描方向上的长度称作Wa。此时，扫描长度L1为(Wa－Ha)。连续照射焊接的扫描长度L1为例如0.4mm以上。在未进行激光的连续照射的、所谓的脉冲焊接中，扫描长度小于0.1mm。在本实施方式中，扫描长度L1为例如0.75mm～1mm。
在图5(A)中，利用虚线图示被保持构件500按压的范围。接地电极头39中的、与在沿着轴线方向观察的情况下被保持构件500按压的范围重叠的部分是利用保持构件500固定于接地电极主体31的固定部分FP。在第1焊接工序中，接地电极头39的固定部分FP中的靠第4方向D4侧的部分以未被焊接的状态被留下，仅对固定部分FP中的靠第3方向D3侧的部分进行焊接。
在第1焊接工序后的S50中，使激光的扫描和激光的输出(照射)停止规定的停止时间。即，激光的照射位置的移动速度被设为零，激光的输出被设为零。停止时间为例如0.01秒～5秒。在该停止时间内，通过第1焊接工序形成的第1焊接部35a进行凝固，接地电极头39的靠第3方向D3侧的部分借助第1焊接部35a固定于接地电极主体31。
在S60中，再次扫描、输出激光，对头接合面BS中的余下的大约一半部分、即靠第4方向D4侧的大约一半部分进行焊接。还将S60中的焊接工序称作第2焊接工序。
图6(A)、图6(B)是第2焊接工序的说明图。在图6(A))中，示出了自后端方向BD沿着轴线方向朝向顶端方向FD观察第2焊接工序完成的时刻的接地电极30的接地电极头39的第2放电面395的附近的图。在图6(B)中，示出了自第1方向D1侧朝向第2方向D2观察图6(A))的接地电极头39的附近的图。
图6(A))的激光LZ2表示第2焊接工序的开始时刻的激光，激光LZ3表示第2焊接工序的结束时刻的激光。图6(B)的点P2表示第2焊接工序的开始时刻的激光的照射位置，点P3表示第2焊接工序的结束时刻的激光的照射位置。即，第2焊接工序的开始时刻的激光的照射位置与S40的第1焊接工序的结束时刻的激光的照射位置相同。
在第2焊接工序中，与第1焊接工序同样地，一边沿着头接合面BS将照射位置自位置P2起移动到位置P3一边连续地照射激光。即，自位置P2起到位置P3为止进行连续照射焊接。还将自位置P2起到位置P3为止的照射位置的移动称作第2激光扫描SC2。与第1焊接工序同样地，激光从比自由端面311靠第1方向D1侧的位置起向第2方向D2照射，如图6(A))、图6(B)所示，第2激光扫描SC2的扫描方向是第4方向D4。
点P3的轴线方向上的位置与头接合面BS的轴线方向上的位置大致相同。点P3的第3方向D3上的位置与接地电极头39的第4方向D4(与第3方向D3相反的方向)上的端部的位置大致相同。因而，自点P2起到点P3为止的距离、即第2激光扫描SC2的扫描长度L2与第1激光扫描SC1的扫描长度L1大致相等，是接地电极头39的第3方向D3上的长度W的大约一半(L2≈(W/2))。
在图6(A)、图6(B)中，图示了通过第2焊接工序形成的第2焊接部35b。第2焊接部35b包含最终要形成的焊接部35(图2(A)、图2(B))中的靠第4方向D4侧的一半部分，且靠第3方向D3侧地比最终要形成的焊接部35的一半部分稍大。因此，第1焊接部35a的第4方向D4上的端部和第2焊接部35b的第3方向D3上的端部重叠。并且，由整个第1焊接部35a和整个第2焊接部35b形成1个焊接部35(图2(A)、图2(B))。将第2焊接部35b的在自由端面311暴露的部分的与扫描方向垂直的方向上的长度(在本实施例中为轴线方向上的长度)称作Hb，将该部分的扫描方向上的长度称作Wb。此时，扫描长度L2为(Wb－Hb)。连续照射焊接的扫描长度L2为例如0.4mm以上。在本实施方式中，与扫描长度L1同样地，扫描长度L2为例如0.75mm～1mm。当第2焊接工序结束时，接地电极主体31与接地电极头39之间的焊接结束。
以上说明的接地电极主体31与接地电极头39之间的焊接也可以例如在棒状的接地电极主体31焊接于主体金属壳体50之后进行。另外，也可以是，在接地电极主体31和接地电极头39被焊接起来之后，将接地电极主体31焊接于主体金属壳体50。
并且，利用公知的方法来制作具有绝缘体10、中心电极20、导电性密封件60、电阻体70、导电性密封件80以及端子金属壳体40的组装体。例如，将中心电极20、导电性密封件60的材料、电阻体70的材料、导电性密封件80的材料自后端方向BD侧按照该顺序插入绝缘体10的轴孔12。然后，在加热绝缘体10后的状态下将端子金属壳体40自后端方向BD侧插入轴孔12，从而制造出组装体。
之后，将组装体固定于主体金属壳体50。具体而言，在主体金属壳体50的通孔59内配置组装体、滑石9、环构件6、7。在绝缘体10的台阶部15与主体金属壳体50的台阶部56之间夹设板状密封件8。然后，通过将主体金属壳体50的弯边部53以向内侧弯折的方式进行弯边，从而将主体金属壳体50和绝缘体10组装起来。然后，将棒状的接地电极30弯曲，形成中心电极头29与接地电极头39之间的间隙。通过以上这样制成火花塞100。
以上说明的本实施方式的火花塞100的制造方法包括以下的工序。
1.固定工序(S30)，在该固定工序(S30)中，将接地电极头39和接地电极主体31固定起来。
2.第1焊接工序(S40)，在该第1焊接工序(S40)中，利用沿着头接合面BS的连续照射焊接对头接合面BS中的、除了通过固定工序固定后的固定部分FP(图5(A)、图5(B))的至少一部分以外的第1部分(具体而言为要形成第1焊接部35a的部分)进行焊接。
3.第2焊接工序(S60)，在第1焊接工序之后，在该第2焊接工序(S60)中，利用沿着头接合面BS的连续照射焊接对头接合面BS中的第2部分(具体而言为要形成第2焊接部35b的部分)进行焊接，该第2部分包含在第1焊接工序中未被焊接的未焊接部分且不包含在第1焊接工序中被焊接了的第1部分的全部。
这样，分成对除了固定部分FP(图5(A)、图5(B))的至少一部分以外的第1部分进行焊接的第1焊接工序和对第2部分进行焊接的第2焊接工序，来进行接地电极头39与接地电极主体31之间的焊接，该第2部分包含在第1焊接工序中未被焊接的未焊接部分且不包含第1部分的全部，因此能够抑制固定部分FP的整体同时成为熔融状态。其结果，能够抑制在对接地电极头39和接地电极主体31进行焊接时接地电极头39发生倾斜。假设利用一次工序来形成整个焊接部35，则有可能产生如下不良情况，即，固定部分FP的整体同时成为熔融状态，接地电极头39陷入到熔融状态的焊接部35内，从而接地电极头39发生倾斜。采用本实施方式的制造方法，能够抑制这样的不良情况。
另外，在本实施方式的制造方法中，第1焊接工序的扫描方向(第4方向D4(图5(A)、图5(B)))和第2焊接工序的扫描方向(第4方向D4(图6(A)、图6(B)))相同。并且，在第1焊接工序与第2焊接工序之间的期间内，使扫描速度(即照射位置的移动速度)低于第1焊接工序和第2焊接工序中的扫描速度(S50)。其结果，能够易于确保在第2焊接工序之前第1焊接部35a凝固的时间，因此能够更有效地抑制在对接地电极头39和接地电极主体31进行焊接时贵金属头发生倾斜。另外，能够抑制由于第1焊接工序与第2焊接工序之间的期间内的散热导致的接地电极头39、接地电极主体31的温度上升，因此能够抑制所形成的焊接部35的厚度变得过厚以及焊接部35的第1方向D1上的长度变得过长。由于焊接部35的耐久性比接地电极头39、接地电极主体31的耐久性差，因此，当焊接部35变得过大时，接地电极30的耐久性会降低，本实施方式能够抑制这样的不良情况。
更具体而言，在第1焊接工序与第2焊接工序之间的期间内，使激光的扫描停止、即将扫描速度设为零(S50)。其结果，能够充分地确保在第2焊接工序之前第1部分凝固的时间，因此能够进一步有效地抑制在对接地电极头39和接地电极主体31进行焊接时接地电极头39发生倾斜。
并且，在本实施方式的制造方法中，在第1焊接工序与第2焊接工序之间的期间内，使激光的输出低于第1焊接工序和第2焊接工序中的激光的输出(S50)。其结果，能够在第2焊接工序之前使第1焊接部35a进一步凝固，因此能够进一步抑制在对接地电极头39和接地电极主体31进行焊接时接地电极头39发生倾斜。
更具体而言，在第1焊接工序与第2焊接工序之间的期间内，使激光的输出停止、即将激光的输出设为零(S50)。由此，在第2焊接工序之前，能够进一步有效地使第1焊接部35a凝固。
换言之，在本实施方式的制造方法中，还能够说，在第1焊接工序与所述第2焊接工序之间的期间内，设置了不对头接合面BS进行焊接的工序(S50)。通过如此设置，能够确保在第1焊接工序之后使第1焊接部35a凝固的期间。因而，能够有效地抑制在对接地电极头39和接地电极主体31进行焊接时接地电极头39发生倾斜。
B.变形例：
(1)图7(A)、图7(B)是变形例的第1说明图。在上述实施方式中，第1焊接工序(S40)的扫描方向和第2焊接工序(S60)的扫描方向是相同的方向(第4方向D4)。作为替代，第1焊接工序的扫描方向和第2焊接工序的扫描方向也可以不同。
例如，也可以是，如图7(A)所示，第1焊接工序(S40)的扫描方向是与上述实施方式相反的方向即第3方向D3，且第2焊接工序的扫描方向是与上述实施方式相同的第4方向D4。在该变形例中，第1焊接工序中的第1激光扫描SC1b是自接地电极头39的第3方向D3上的中心位置(图7(A)的激光LZ2的位置)开始的，且在接地电极头39的第3方向D3上的端部(图7(A)的激光LZ1的位置)结束。之后，在第2焊接工序之前，在使激光的输出停止的状态下，沿第4方向D4进行扫描，使激光的照射位置返回到接地电极头39的第3方向D3上的中心位置(图7(A)的激光LZ2的位置)。之后，与实施方式同样地，进行第2焊接工序(S60、图6(A)、图6(B))。在该情况下，由于能够使第1焊接部35a在激光的照射位置返回到中心位置之前的期间内凝固，因此，与实施方式同样地，能够抑制接地电极头39发生倾斜。并且，在本变形例中，能够抑制第1焊接部35a的形状和第2焊接部35b的形状变得不均匀。随着焊接的进行，接地电极头39和接地电极主体31的温度上升。因此，若第1焊接工序的扫描方向和第2焊接工序的扫描方向相同，则根据激光焊接的条件的不同而存在如下情况，即，在焊接部35中，与激光焊接的开始位置(例如第3方向D3上的端部)相比，激光焊接的结束位置(例如第4方向D4上的端部)的轴线方向上的厚度变得过大，从而焊接部35的形状变得不均匀。其结果，接地电极头39的第4方向D4上的端部的厚度变得过薄，例如，有时接地电极头39的耐消耗性降低。在本变形例中，能够减少这样的不良情况。
另外，也可以是，与实施方式同样地，在利用第1焊接工序进行沿第4方向D4的第1激光扫描SC1(S40、图5(A)、图5(B))之后，在第2焊接工序中，如图7(B)所示，进行沿第3方向D3的第2激光扫描SC2b。在该变形例中，第2焊接工序的第2激光扫描SC2b是自接地电极头39的第4方向D4上的端部(图7(B)的激光LZ3的位置)开始的，且在接地电极头39的第3方向D3上的中心位置(图7(B)的激光LZ2的位置)结束。在该情况下，在第1焊接工序之后，在使激光的输出停止的状态下，沿第4方向D4进行扫描，使激光的照射位置移动到接地电极头39的第4方向D4上的端部。在该变形例中，也能够使第1焊接部35a在激光的照射位置移动到第4方向D4上的端部之前的期间内凝固，因此，与实施方式同样地，能够抑制接地电极头39发生倾斜。另外，能够抑制第1焊接部35a的形状和第2焊接部35b的形状变得不均匀。
(2)图8(A)～图8(C)是变形例的第2说明图。在实施方式中，接地电极头39被直接焊接于接地电极主体31。作为替代，在图8(A)的接地电极30B中，接地电极头39B被焊接于中间构件33B。并且，中间构件33B被焊接于具有与实施方式的接地电极主体相同的形状的弯曲构件31B。在图8(A)的例子中，接地电极头39B和中间构件33B通过激光焊接而焊接起来，在接地电极头39B与中间构件33B之间形成有焊接部35B。另外，中间构件33B和弯曲构件31B通过电阻焊接而焊接起来。另外，接地电极头39B和中间构件33B具有圆柱形状。在该变形例中，弯曲构件31B和中间构件33B这两者整体与接地电极主体相对应。
在图8(B)中，示出自后端方向BD侧沿着轴线方向朝向顶端方向FD观察接地电极头39B而得到的图。在图8(B)的例子中，在利用保持构件(省略图示)将虚线所示的固定部分FPB固定的状态下进行激光焊接。在激光焊接中，激光自第1方向D1侧朝向第2方向D2照射。
并且，分成第1焊接工序和第2焊接工序地进行激光焊接。具体而言，在第1焊接工序中，自接地电极头39B的第3方向D3上的端部(图8(B)的激光LZ1c的位置)起到接地电极头39B的第3方向D3上的中心(图8(B)的激光LZ2c的位置)为止地沿第4方向D4进行第1激光扫描SC1c。由此，形成图8(B)的第1焊接部35Ba1。此时，在固定部分FPB上留有未焊接部分。
之后，在使激光的输出停止的状态下，沿第4方向D4进行扫描，使激光的照射位置移动到接地电极头39的第4方向D4上的端部之后，进行第2焊接工序。在第2焊接工序中，自接地电极头39B的第4方向D4上的端部(图8(B)的激光LZ3c的位置)起到接地电极头39B的第3方向D3上的中心(图8(B)的激光LZ2c的位置)为止地沿第3方向D3进行第2激光扫描SC2c。由此，接地电极头39B与中间构件33B之间的整个接触面被焊接起来。在该例子中，第1激光扫描SC1c的扫描方向(第4方向D4)和第2激光扫描SC2c的扫描方向(第3方向D3)是彼此相反的方向。
此外，在该变形例中，也可以是，使第2激光扫描SC2c的扫描方向为第4方向D4、即与第1激光扫描SC1c的扫描方向相同的方向。或者，也可以是，使第1激光扫描SC1c的扫描方向为第3方向D3，使第2激光扫描SC2c的扫描方向为第4方向D4。
此外，也可以是，如图8(C)所示，以始终针对圆柱状的接地电极头39B的外周面垂直地照射激光的方式进行激光扫描。这样的扫描能够容易通过以下方式实现，即，将激光的照射位置固定，使接地电极头39B和中间构件33B以轴线CO为中心进行旋转。在图8(C)中，为了方便说明，图示自接地电极头39B观察到的激光的相对的位置。
在第1焊接工序中，自图8(C)的激光LZ1d的位置起到激光LZ2d的位置为止地进行第1激光扫描SC1d。在第1激光扫描SC1d中，对接地电极头39B的整周中的、1/4(90度)的部分进行扫描。由此，形成图8(C)的第1焊接部35Ba2。此时，在固定部分FPB上留有未焊接部分。之后，使激光的扫描和输出停止规定时间之后，进行第2焊接工序。在第2焊接工序中，自图8(C)的激光LZ2d的位置起到激光LZ3d的位置为止地进行第2激光扫描SC2d。在第2激光扫描SC2d中，与第1激光扫描SC1d同样地，对接地电极头39B的整周中的、1/4(90度)的部分进行扫描。由此，接地电极头39B与中间构件33B之间的整个接触面被焊接起来。在该例子中，第1激光扫描SC1d的扫描方向(沿逆时针的方向)和第2激光扫描SC2d的扫描方向(沿逆时针的方向)是彼此相同的方向。
此外，在该变形例中，第1激光扫描SC1d的扫描方向和第2激光扫描SC2d的扫描方向也可以为不同方向。例如，也可以是，使第1激光扫描SC1d的扫描方向为逆时针方向，使第2激光扫描SC2d的方向为顺时针方向。
(3)图9是变形例的第3说明图。在图9的例子中，在中心电极20C中，圆柱状的中心电极头29C通过激光焊接而焊接于圆柱状的中心电极主体21C的腿部25C的顶端。因此，在中心电极头29C与中心电极主体21C(腿部25C)之间形成焊接部28C。这样的中心电极头29C与中心电极主体21C之间的激光焊接也可以分成第1焊接工序和第2焊接工序来进行。对于具体的方法，能够采用在图8(B)、图8(C)中说明的接地电极头39B与中间构件33B之间的焊接方法。
(4)在上述实施方式中，将接地电极头39的第3方向D3上的长度W分成两次激光扫描SC1、SC2来进行焊接。作为替代，也可以是，将接地电极头39的第3方向D3上的长度W分成3次激光扫描或4次激光扫描来进行焊接。
(5)在上述实施方式的S50中，使激光的扫描停止，但也可以是，在不停止的情况下以比第1焊接工序和第2焊接工序中的扫描速度低的速度来进行扫描。在该情况下，也能够确保通过第1焊接工序形成的第1焊接部35a凝固的时间，从而能够抑制接地电极头39的倾斜。
(6)另外，并非一定要使激光的扫描速度在第1焊接工序与第2焊接工序之间降低。例如，也可以是，在图8(C)的变形例的情况下，在利用第1焊接工序进行第1激光扫描SC1d之后，在使激光的输出停止且不使激光的扫描速度(即，接地电极头39B和中间构件33B的旋转速度)降低的情况下使接地电极头39B和中间构件33B旋转360度。然后，在激光的照射位置返回到第1激光扫描SC1d结束的位置(图8(C)的LZ2d的位置)时，输出激光，利用第2激光扫描SC2d来进行第2焊接工序。
(7)在上述实施方式的S50中，使激光的输出停止，但也可以是，在不停止的情况下使激光的输出低于第1焊接工序和第2焊接工序中的激光的输出。例如，也可以不使激光的输出为零，只要将激光的输出降低到与比因散热而自接地电极头39和接地电极主体31失去的热量小的热量相当的输出即可。在该情况下，在第1焊接工序与第2焊接工序之间的期间内不进行焊接。
(8)在上述实施方式的固定工序(S30)中，利用保持构件500将接地电极头39和接地电极主体31固定起来，但也可以利用其他固定方式将接地电极头39和接地电极主体31固定起来。例如，也可以利用电阻焊接、软钎焊、粘接剂将接地电极头39与接地电极主体31之间的头接合面BS的局部或全部固定起来。在该情况下，也只要在第1焊接工序中对除了通过这些固定方式固定的固定部分的至少一部分以外的第1部分进行焊接、且在第2焊接工序中对包含在第1焊接工序中未被焊接的未焊接部分并且不包含该第1部分全部的第2部分进行焊接即可。
(9)上述实施方式的火花塞100的具体结构是一个例子，能够适当地进行变形。例如，接地电极头39具有大致四棱柱形状，但作为替代，接地电极头39也可以具有五棱柱形状等其他形状。另外，接地电极30、主体金属壳体50、中心电极20、绝缘体10等的材质、尺寸、形状等能够进行各种变更。例如，主体金属壳体50的材质既可以是被镀锌或镀镍后的低碳钢，也可以是没有被施加镀敷处理的低碳钢。另外，绝缘体10的材质也可以是氧化铝以外的各种绝缘性陶瓷。
以上，基于实施方式、变形例来说明了本发明，但上述发明的实施方式是为了易于理解本发明而做出的，并不限定本发明。本发明能够在不脱离其主旨和技术方案的情况下进行变更、改进，且在本发明中包含其等同方案。

Claims (6)

1.一种火花塞的制造方法，该火花塞包括电极，该电极具有贵金属头和电极主体，其中，
该火花塞的制造方法包括：
固定工序，在该固定工序中，在使作为所述贵金属头的面的第1面和作为所述电极主体的面的第2面相互接触的状态下将所述贵金属头和所述电极主体固定起来；
第1焊接工序，在该第1焊接工序中，通过一边使照射位置沿着所述第1面与所述第2面之间的接触面移动一边连续地照射激光，从而对第1部分进行焊接，该第1部分是所述第1面与所述第2面之间的接触面中的、除了通过所述固定工序被固定的固定部分的至少一部分以外的部分；以及
第2焊接工序，在所述第1焊接工序之后，在该第2焊接工序中，通过一边使所述照射位置沿着所述接触面移动一边连续地照射所述激光，从而对所述接触面中的第2部分进行焊接，该第2部分包含在所述第1焊接工序中未被焊接的未焊接部分且不包含在所述第1焊接工序中被焊接了的所述第1部分的全部。
2.根据权利要求1所述的火花塞的制造方法，其中，
所述第1焊接工序的所述照射位置的移动方向和所述第2焊接工序的所述照射位置的移动方向相同，
在所述第1焊接工序与所述第2焊接工序之间的期间内，使所述照射位置的移动速度低于所述第1焊接工序和所述第2焊接工序中的照射位置的移动速度。
3.根据权利要求2所述的火花塞的制造方法，其中，
使所述第1焊接工序与所述第2焊接工序之间的期间内的所述照射位置的所述移动速度为零。
4.根据权利要求2或3所述的火花塞的制造方法，其中，
在所述第1焊接工序与所述第2焊接工序之间的期间内，使所述激光的输出低于所述第1焊接工序和所述第2焊接工序中的激光的输出。
5.根据权利要求1所述的火花塞的制造方法，其中，
所述第1焊接工序的所述照射位置的移动方向和所述第2焊接工序的所述照射位置的移动方向相同，
设置在所述第1焊接工序与所述第2焊接工序之间的期间内不对所述第1面与所述第2面之间的接触面进行焊接的工序。
6.根据权利要求1所述的火花塞的制造方法，其中，
所述第1焊接工序的所述照射位置的移动方向和所述第2焊接工序的所述照射位置的移动方向不同。
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